[发明专利]一种生产设备运行状态的故障判断方法

权利要求书

1.一种生产设备运行状态的故障判断方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，对待测设备电气系统的瑕疵进行离线试验，建立测试样本集，并提取测试样本集中每个瑕疵所对应的首选的故障特征；

步骤S2，将每个首选的故障特征作为一个资料点，所有资料点组成资料集，通过K-Means分群算法对资料集作分群，产出分群结果；

步骤S3，提取生产设备的电气系统的故障特征，根据分群结果，判断故障类型。

2.根据权利要求1所述的一种生产设备运行状态的故障判断方法，其特征在于，步骤S1，包括以下步骤：

步骤S101，先设立待测设备电气系统并做瑕疵处理，然后用电力试验机对待测设备电气系统进行放电实验，并利用高频示波器提取电流信号；

步骤S102，以经验模态分解法找出电流信号的特征；通过经验模态分解法的重复分解，得到本质模态函数的高频至低频共7个层；

步骤S103，使用混沌同步检测分析法，建立电流信号的混沌误差散点图，且以混沌眼坐标作为诊断出的故障特征；

步骤S104，针对本质模态函数的高频至低频共7个层，在每一层进行罗伦兹主仆混沌系统运算后可获得混沌眼坐标，通过最大均方根差值公式去做比较，从中选出相距最大的混沌眼坐标作为首选的故障特征。

3.根据权利要求2所述的一种生产设备运行状态的故障判断方法，其特征在于，步骤S103包括：混沌同步检测分析法中，混沌系统分别有主系统和仆系统，使用劳伦兹方程式，将混沌系统转换为劳伦兹主仆混沌系统，其包括：劳伦兹主系统和劳伦兹仆系统；将劳伦兹主系统、劳伦兹仆系统作相减，得到劳伦兹主仆混沌系统的动态误差方程式；动态误差方程式产生劳伦兹混沌误差e₁、e₂及 e₃，获得混沌眼坐标(e₁、e₂)、(e₁、e₃)和(e₂、e₃)，混沌眼坐标为电流信号的混沌误差散点图的中的两个重心点坐标；以此混沌眼坐标值作为故障特征。

4.根据权利要求1所述的一种生产设备运行状态的故障判断方法，其特征在于，步骤S2中，K-Mean分群法，过程如下：

输入：资料集、分群的数目 k ；

输出：k 个群集集合；

方法：

步骤S201，选定分群的数目k，从资料集中任意选择k个资料点作为群集中心；

步骤S202，资料集中的资料点根据其距离将其分配置最近的群集中心；

步骤S203，重新计算k个群集中心位置；

步骤S204，判断本次的分群结果与前次的分群结果是否有差异；

步骤S205，无差异则结束，输出分群结果；有差异则返回步骤S202。

5.根据权利要求1所述的一种生产设备运行状态的故障判断方法，其特征在于，步骤3的过程如下：提取生产设备电气系统的电流信号；以经验模态分解法找出电流信号的特征；通过经验模态分解法的重复分解，得到本质模态函数的高频至低频共7个层；使用混沌同步检测分析法，建立电流信号的混沌误差散点图，且以混沌眼坐标作为诊断出的故障特征；

针对本质模态函数的高频至低频共7个层，在每一层进行罗伦兹主仆混沌系统运算后可获得混沌眼坐标，通过最大均方根差值公式去做比较，从中选出相距最大的混沌眼坐标作为首选的故障特征；

将首选的故障特征，与步骤S2的群集中心相互比较，越接近哪个群集中心，那么该故障属于哪种故障类型。

6.根据权利要求5所述的一种生产设备运行状态的故障判断方法，其特征在于，混沌同步检测分析法中，混沌系统分别有主系统和仆系统，使用劳伦兹方程式，将混沌系统转换为劳伦兹主仆混沌系统，其包括：劳伦兹主系统和劳伦兹仆系统；将劳伦兹主系统、劳伦兹仆系统作相减，得到劳伦兹主仆混沌系统的动态误差方程式；动态误差方程式产生劳伦兹混沌误差e₁、e₂及 e₃，获得混沌眼坐标(e₁、e₂)、(e₁、e₃)和(e₂、e₃)，混沌眼坐标为电流信号的混沌误差散点图的中的两个重心点坐标；以此混沌眼坐标值作为故障特征。